غربالگری نوزادان با روش Tandem Mass Spectrometry

غربالگری نوزادان به منظور شناسایی اختلالات متابولیک ارثی با استفاده از روش طیف سنجی جرمی پشت سر هم (Tandem Mass Spectrometry) در سال 1990 معرفی شد و از آن پس به طور گسترده ای در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد. این تکنیک می‌تواند به تشخیص کم‌شنوایی، نقایص حیاتی قلب و اختلالات متابولیک، هماتولوژیک، غدد درون‌ریز و ژنتیکی کمک کند. تجزیه و تحلیل یک لکه خونی، اطلاعات مربوط به حدود 60 متابولیت از جمله اسیدهای آمینه، آسیل کارنیتین ها و نسبت های مربوطه را ارائه می دهد که تشخیص تقریباً 50 بیماری مختلف را امکان پذیر می کند. با این حال، تفسیر این پروفایل ها می تواند بسیار پیچیده شود. هدف از استفاده از طیف سنجی جرمی پشت سر هم در غربالگری نوزادان، ارائه مجموعه‌ای جامع از اطلاعات مورد نیاز برای تفسیر پروفایل غربالگری نوزادان و اقدامات اساسی به منظور پیگیری فوری نتایج غیرطبیعی (شامل آزمایش‌هایی برای اهداف تاییدی) می باشد.

کروماتوگرافی مایع-طیف سنجی جرمی پشت سر هم یا (LC-MS/MS) یک تکنیک آنالیز قدرتمند است که قدرت جداسازی بر اساس خواص فیزیکوشیمایی کروماتوگرافی مایع را با توانمندی جداسازی و اندازه گیری بسیار حساس و انتخابی طیف سنجی جرمی بر اساس نسبت بار بر جرم را ترکیب می کند. از روش کروماتوگرافی مایع-طیف سنجی جرمی پشت سر هم یا (LC-MS/MS) علاوه بر غربالگری نوزادان (newborn screening) در تعیین ساختار کلی و توالی پپتیدها و پروتئین ها، مطالعات پرتئومیکس (Proteomics) و تشخیص مارکرهای سرطانی نیز استفاده می شود.

عملکرد دستگاه طیف سنجی جرمی متوالی (MS/MS)

طیف سنج جرمی متوالی متشکل از دو آنالیزور جرمی اولیه و ثانویه است که پشت سر هم نصب شده­ و توسط یک محفظه برخورد میانی (collision cell) از هم جدا شده اند. در نخستین گام یون مولکول ها در طیف سنج جرمی تولید می شوند و سپس این یون های پیشرو (precursor ions) وارد محفظه برخورد می شوند. اجزا اتم های نمونه در این محفظه برخورد طی فرآیند Collision induced Dissociation (CID) توسط بمباران اتمی با گازهای اتم های خنثی مانند هلیوم یا آرگون قطعه قطعه (Fragmentation) می شوند، سپس وارد آنالیزور جرمی ثانویه می گردند. قطعه قطعه شدن در اثر برخورد مولکول‌های گاز به مولکول یون رخ می‌دهد.

اولین آنالیزور جرمی امکان عبور همه یون‌های نمونه را فراهم می‌کند در حالیکه آنالیزور ثانویه به گونه‌ای تنظیم می‌شود تا تنها امکان عبور یون‌های حاصل از بمباران یون انتخابی فراهم شود. آنالیزور دوم یون‌های حاصل از شکست یون انتخابی را بر اساس نسبت جرم به بار از هم جدا کرده و آشکارسازی که در انتهای طیف سنج قرار دارد، تعداد یون‌های متناظر هر قطعه را ثبت می‌کند. طیف بدست آمده جرم هر قطعه را مشخص می‌نماید.

جهت قطعه قطعه شدن (fragmentation) یون پیشرو در محفظه برخورد چندین مکانیزم می تواند به کار رود. تفکیک القایی فوتونی (photo-induced dissociation, PID) با استفاده از پرتو یونی یا لیزر، تفکیک القایی سطح (surface-induced dissociation, SID) و تفکیک گیراندازی الکترون (electron-capture dissociation, ECD) از جمله این روش ها هستند.

مزایای استفاده از روش LC-MS/MS در غربالگری نوزادان

• قابلیت تلفیق هم با کروماتوگرافی مایع (LC-MS/MS) و هم کروماتوگرافی گازی (GC-MS/MS) را داراست. قابلیت جداسازی روش های کروماتوگرافی و توان بالای MS/MS کارایی آنالیز را بسیار بهبود می بخشد.
• در نمونه های با پس زمینه زیاد، امکان سنجش کمی انتخابی ترکیب موردنظر وجود دارد.
• این روش نتایج قابل اعتمادی دارد.